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軸承加熱器數(shù)值模擬的發(fā)展現(xiàn)狀及運(yùn)用概述
中國軸承網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2016/08/03
軸承加熱器數(shù)值仿照技能是功能強(qiáng)大的現(xiàn)代計(jì)劃分析方法，它是運(yùn)用核算機(jī)和數(shù)值核算方法對加工進(jìn)程進(jìn)行數(shù)值分析，由數(shù)值分析效果判定加工技能參數(shù)和有關(guān)量之間的聯(lián)絡(luò)。跟著核算機(jī)技能和核算方法的展開，凌亂的工程疑問可采用離散化的數(shù)值核算方法并憑借核算機(jī)得到滿意工程懇求的數(shù)值解，數(shù)值仿照技能成為現(xiàn)代工程學(xué)構(gòu)成和展開的主要推動(dòng)力之一。
它在軸承加熱器中的運(yùn)用是跟著感應(yīng)加熱底子理論的構(gòu)成和核算機(jī)技能的展開而展開的。感應(yīng)加熱本身是一個(gè)凌亂的物理進(jìn)程，它牽涉電、磁、熱、相變、力學(xué)方面的概括常識，至今仍無一個(gè)完整的耦合理論可以用數(shù)學(xué)方法來精確描寫該物理進(jìn)程。核算機(jī)技能的迅速展開使得經(jīng)過核算機(jī)數(shù)值仿照來描寫感應(yīng)加熱進(jìn)程成為也許。
軸承加熱器數(shù)值仿照的優(yōu)越性是很明顯的，它雖然不能直接給出感應(yīng)加熱進(jìn)程中比方相態(tài)分布、應(yīng)力分布與技能參數(shù)的函數(shù)聯(lián)絡(luò)，但它能對電磁場-溫度場或電磁場-溫度場-應(yīng)力場進(jìn)行耦合核算，給出每一瞬時(shí)的溫度場、應(yīng)力場等的信息，并直接觀察到這些場的進(jìn)程改動(dòng)狀況。用同一數(shù)學(xué)模型編制的程序?qū)π≡囼?yàn)核算效果與實(shí)測效果共同，可以認(rèn)為根據(jù)什物具體條件對其核算的效果便是可靠的，不必花費(fèi)許多人力、物力對什物解剖，而且能得到更全面的信息。
此外，它還可以猜想技能效果是不是契合組織、功能懇求，進(jìn)行安全評估等。運(yùn)用數(shù)值仿照不只可以對現(xiàn)行技能進(jìn)行校核，而且可以優(yōu)化技能方案和參數(shù)，從而使熱處理技能的擬定建立在更可靠的科學(xué)根底上。如今常用的數(shù)值仿照方法有距離元法、有限差分法、體積分方程法、有限元法等，其間有限元法(Finite Element Method，簡稱FEM)為最佳選擇。有限元法初度提出是在上世紀(jì)四十年代，五十年代初步用于飛機(jī)的計(jì)劃，這些年，跟著電子核算機(jī)的展開更得到了方便的發(fā)展。有限元法把里茲法與有限差分法有效地結(jié)合起來，在理論上以變分原理為根底，在具體方法上則運(yùn)用了有限差分法離散處理的思維。有限元法把求解區(qū)域看作由許多在節(jié)點(diǎn)處相互聯(lián)接的子域(單元)所構(gòu)成，其模型給出底子方程的子域近似解。
因?yàn)閱卧?子域)可以是各種形狀和大小不一樣的標(biāo)準(zhǔn)，所以它能極好地習(xí)氣凌亂的幾何形狀、凌亂的材料特性和凌亂的距離條件。再加上它有老到的大型軟件系統(tǒng)(例如商用有限元軟件ANSYS等)支持，如今己成為一種運(yùn)用面極廣的主導(dǎo)型數(shù)值核算方法。用有限元方法來解溫度場時(shí)，場的變量是溫度，溫度是標(biāo)量場，它的物理參數(shù)是熱傳導(dǎo)系數(shù)等。有限元法求解溫度場運(yùn)用中剖分單元、求節(jié)點(diǎn)載荷列陣、求單元?jiǎng)偠染仃嚥?gòu)成總剛度矩陣、引入距離條件、求解方程組等一系列方法，都可類比于有限元法在電磁場中的運(yùn)用。
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